Question

二氧化氯（ClO2）可用于自來(lái)水消毒。以粗鹽為原料生產(chǎn)ClO2的工藝主要包括：①粗鹽精制；②電解微酸性NaCl溶液；③ClO2的制取。工藝流程如下圖：

⑴ 粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)量的試劑X，X是　 　(填化學(xué)式)，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過(guò)量的Na2CO3和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42-，其原因是　 。（已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 ；Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9）

⑵上述過(guò)程中，將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。電解時(shí)生成的氣體B是　 ；反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為　 　。

⑶ ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

步驟1：準(zhǔn)確量取ClO2溶液10.00 mL，稀釋成100 mL試樣。

步驟2：量取V1mL試樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處?kù)o置30分鐘。(已知：ClO2＋I(xiàn)－＋H+—I2＋Cl－＋H2O 未配平)

步驟3：以淀粉溶液作指示劑，用c mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。（已知：I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-）

① 準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是　 　。

② 滴定過(guò)程中，至少須平行測(cè)定兩次的原因是　 　。

③ 根據(jù)上述步驟可計(jì)算出原ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為　 mol·L－1（用含字母的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

⑴ BaCl2 、BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO32-離子時(shí)，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)

⑵H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O

⑶ ①酸式滴定管 ②減少實(shí)驗(yàn)誤差 ③

【解析】

試題分析：⑴ 粗食鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過(guò)量的試劑BaCl2，來(lái)除去SO42-；至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過(guò)量的Na2CO3來(lái)除去原溶液中的Ca2+和為除去SO42-而引入的Ba2+。然后再加入NaOH溶液來(lái)除去Mg2+，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42-，是因?yàn)樵谌芤褐谐恋砣芙馄胶�。BaSO4 和BaCO3的Ksp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量的CO32-離子時(shí)，BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s) 。⑵將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的化合價(jià)升高與降低的總數(shù)相等可知電解時(shí)生成的氣體B為H2。根據(jù)題意反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O。（3）①ClO2溶液顯酸性，所以準(zhǔn)確量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃儀器是酸式滴定管。② 在堿性滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生誤差，為了減少實(shí)驗(yàn)的偶然性，減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)至少須平行測(cè)定兩次，取其平均值，這樣就更接近理論值。③由方程式2ClO2＋10I－＋8H+==5I2＋2Cl－＋4H2O；I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-.得關(guān)系式ClO2～5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物質(zhì)的量為2cV2×10-4mol 。則10ml的原溶液含有ClO2的物質(zhì)的量為2CV2/V1×10-2mol.所以原ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為2CV2/V1×10-2mol÷10-2L= mol/L。

考點(diǎn)：考查雜質(zhì)的除去、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算的知識(shí)。